Овладение основами токарного искусства

Авторская статья Кристофера Тейта, начальника производства Mitsubishi Hitachi Power Systems Americas, Саванна (штат Джорджия).

Обтачивание и другие токарные работы – наиболее распространенные виды механической обработки.  Один инструментальщик однажды сказал мне, что токарный станок – единственная машина в цеху, которая может воспроизвести самое себя. Неважно, соответствует ли это высказывание действительности или нет. Подобная характеристика свидетельствует, насколько важную роль играют токарные работы в процессе производства.

Токарный станок является одной из первых машин, навыки работы на которых осваивают будущие специалисты по изготовлению инструментов и штампов. Это связано с тем, что приобретенные на нем умения могут впоследствии применяться и на других станках.

На протяжении многих лет в промышленности развиваются технологии, которые все более ограничивают непосредственное взаимодействие мастера с машиной как таковой. Такие вещи, как программное обеспечение для ЧПУ (числового программного управления) и CAD/CAM (систем автоматизированного проектирования) возвысили роль производственной среды и будут и в дальнейшем способствовать совершенствованию производственных процессов, но при этом они сводят на нет значение фундаментальных умений оператора, работающего на станке.

Каждый оператор, производитель и инженер может освоить ряд традиционных навыков работы на токарном станке, которые непосредственно влияют на эффективность их работы в современном механическом цехе. Например, операторам нужно уметь обтачивать эксцентричные детали. Эксцентричные детали могут быть обработаны разными способами, но чаще всего они закрепляются с помощью 4-кулачкового патрона. Умение пользоваться 4-кулачковым патроном и устанавливать заготовки требуется на любом станке с вращающимися элементами.

У моего предыдущего работодателя возникли трудности с алюминиевой отливкой, гидравлические отверстия в которой были высверлены на вертикальном обрабатывающем центре с поворотным столом. Два отверстия были высверлены под углом 90° друг к другу, и мы никак не могли справиться с проблемой слишком близкого расположения отверстий к краю отливки, что делало стенку чересчур тонкой. Причина выяснилась после замены цангового патрона, установленного на поворотном столе:  на цанге обнаружилось биение, что и стало причиной смещения оси заготовки на несколько миллиметров. Подобные ситуации возникают и при смещении оси детали с использованием 4-кулачкового патрона, и, возможно, я не нашел бы решения, если бы не мой предыдущий опыт установки деталей с 4-кулачковым патроном. Регулировка цанги на обрабатывающем центре может выполняться аналогично 4-кулачковому патрону на токарном станке, с помощью четырех установочных винтов. Такая регулировка позволяет выставлять ось цангового патрона таким образом, чтобы она соответствовала центру поворотного стола.

Операторы должны также овладеть навыками прогонки существующей резьбы и повторного нарезания. Нарезать хорошую резьбу довольно сложно, но настроить станок под уже готовую резьбу и успешно ее восстановить – еще сложнее. Это умение приносит свои плоды. Станки с ЧПУ легко нарезают резьбу, но исправить ее в случае превышения размера, когда деталь снята со станка, невозможно. Я сохранил немало деталей, изготовленных на станке с ЧПУ, исправив их на обычном токарном станке.

Бывает, что при выполнении ремонтных работ у токаря или  инженера есть деталь, но нет чертежа. Определение необходимого шага резьбы в таких ситуациях проблематично, но возможно, благодаря использованию ручного токарного станка. Буквально на днях мы столкнулись с тем, что резьбовая деталь не вкручивалась в соответствующее отверстие. После проверки резьбомером нам показалось, что шаг немного отклоняется – вероятно, в результате ошибки программы. Для того чтобы прийти к окончательному решению, мы использовали датчик на токарном станке и убедились, что шаг резьбы действительно отклонялся, как мы и предполагали.

Низкое качество обрабатываемой поверхности, вибрация и витая стружка – обычное дело при обточке. Эти проблемы решаются путем изменения параметров резания или замены режущего инструмента.

До появления индексируемых режущих инструментов считалось, что мастера должны сами изготовлять и точить свой токарный инструмент. Искусство правильного изготовления токарного инструмента было одним из основных навыков, преподаваемых ученику. Со временем ученики, набравшись опыта благодаря советам старших товарищей и поработав с различными материалами на разных станках и в разных ситуациях, должны были овладеть умением корректировать свой инструмент, делая его более эффективным. Понимание того, как углы резца, стружколомы и геометрия кромки влияют на процесс обработки, просто бесценно для повышения эффективности. Многие начинающие мастера сталкиваются с трудностями, которые можно было бы легко преодолеть, обладай они знаниями, полученными при использовании правильных инструментов.

Я ни в коем случае не выступаю за возврат к старым традициям, но ведь мы не даем необходимой профессиональной подготовки нашим молодым специалистам и производителям оборудования.

Не так давно я был на одном станкостроительном заводе в Германии и увидел группу студентов, обрабатывающих стальные блоки напильниками. Едва ли вы найдете подобный уровень обучения в США.

Источник материала: перевод статьи 
Mastering basic turning skills,
Cutting Tool Engineering (CTE)

Автор:
 Кристофер Тейт (Christopher Tate),
начальник производства
Mitsubishi Hitachi Power
Systems Americas,
Саванна (штат Джорджия).
Machinery Works.